Полупроводничките производи покриваат сè, од основни диоди и транзистори до сложени интегрирани кола и микропроцесори. Овие производи играат клучна улога во електронските уреди, вклучувајќи транзистори за засилување и префрлување струја, диоди за исправување и стабилизирање на напонот и мемориски уреди како што се DRAM и флеш меморија за складирање и обработка на податоци. Интегрираните кола, како што се микропроцесорите и комуникациските чипови, се јадрото на модерната електронска технологија, овозможувајќи сложени функции за обработка на податоци и комуникација. Напредокот на технологијата за производство и пакување на полупроводници ги направи овие производи поефикасни и минијатуризирани, поттикнувајќи го развојот на целата електронска индустрија.
полупроводнички уред
транзистор
Транзисторите се основни компоненти на технологијата на полупроводници, широко користени во кола за засилување и прекинување. Главните типови вклучуваат транзистори со ефект на поле (FET) и биполарни транзистори (BJT). Транзисторите со ефект на поле доминираат во дигиталните и аналогните кола поради нивната висока влезна импеданса и карактеристиките на мала потрошувачка на енергија. На пример, полупроводничките транзистори со ефект на поле од метал оксид (MOSFET) се основата на модерните интегрирани кола. Биполарните транзистори сè уште се важни во засилувањето на моќноста и апликациите со висока фреквенција поради нивната способност за префрлување со голема брзина и високиот капацитет за пренос на струја.
диода
Диодите се најосновните полупроводнички уреди, кои главно се користат за еднонасочно спроведување на струјата. Вообичаените типови вклучуваат исправувачки диоди и регулатори на напон. Исправувачките диоди обично се користат за претворање на наизменична струја во директна струја, додека регулаторите на напон се користат за одржување на стабилно ниво на напон и спречување на пренапон на колото. Клучните параметри на овие диоди вклучуваат напредна струја, обратен дефектен напон, потрошувачка на енергија и брзина на префрлување.
Оптоелектронски уреди
Оптоелектронските уреди се важна гранка на технологијата на полупроводници, главно вклучувајќи диоди што емитуваат светлина (LED) и фотосензитивни уреди. LED е широко користен во технологијата за осветлување и прикажување поради неговата висока ефикасност, долг животен век и доверливост. Фоточувствителните уреди како што се фотодиоди и фототранзистори играат важна улога во системите за автоматска контрола и комуникација.
Уреди за складирање
Мемориските уреди се јадрото на технологијата за складирање податоци, вклучително и динамична меморија за случаен пристап (DRAM) и флеш меморија. DRAM е широко користен како главна меморија во компјутерските системи поради неговата предност во перформансите со голема брзина. Флеш меморијата, со своите неиспарливи карактеристики и карактеристики со висока густина, доминира кај мобилните уреди и погоните со цврста состојба. Клучните параметри на овие уреди за складирање вклучуваат капацитет за складирање, брзина на читање и пишување, потрошувачка на енергија и животен век.
При дизајнирање на полупроводнички уреди, изборот на материјалот, процесот на производство и електричните перформанси се клучни размислувања. На пример, силиконските материјали доминираат во полупроводничките уреди поради нивната исплатливост и зрелите производни процеси. Сепак, со развојот на технологијата, други материјали како што е галиум арсенид покажаа одлични перформанси во специфични апликации. При изборот на полупроводнички уреди, покрај техничките параметри споменати погоре, треба да се земат предвид и цената, големината и доверливоста.
Интегрирано коло
микропроцесор
Микропроцесорите се мозокот на современите компјутерски уреди, одговорни за обработка на инструкции и контрола на другиот хардвер. Нивните перформанси обично се мерат со бројот на јадра, брзината на часовникот (обично во опсегот на GHz), потрошувачката на енергија (која се движи од неколку вати до десетици вати) и технологијата на процесот (како што се 7 нанометри, 5 нанометри). Микропроцесорите со високи перформанси се соочуваат со предизвици во потрошувачката на енергија и ладењето, кои бараат ефикасни решенија за ладење.
Чип за складирање
Чиповите за складирање се клучни компоненти за складирање податоци, вклучувајќи статичка меморија за случаен пристап (SRAM) и динамична меморија за случаен пристап (DRAM). SRAM ги има предностите на голема брзина и мала латентност, но неговата цена е висока, а нејзиниот капацитет е мал. DRAM обезбедува поголем капацитет за складирање и пониска цена, но со помала брзина и поголема потрошувачка на енергија. Клучните параметри на чипот за складирање вклучуваат капацитет за складирање (од неколку MB до неколку GB), време на пристап (во наносекунди) и потрошувачка на енергија (во опсег од неколку миливати до неколку вати).
Чип за комуникација
Комуникацискиот чип се користи за обработка на безжични или жичени комуникациски сигнали, а клучот е да се поддржат различни комуникациски стандарди, како што се 5G, Wi Fi, Bluetooth, итн. Индикаторите за изведба на овие чипови вклучуваат брзина на пренос (Mbps или Gbps), фреквенција опсег, коефициент на енергетска ефикасност (мерено во потрошувачката на енергија по бит), како и поддржани комуникациски стандарди и протоколи.
Аналоген чип
Аналогните чипови конвертираат помеѓу дигитални и аналогни сигнали, вклучувајќи аналогно-дигитални конвертори (ADC) и дигитални во аналогни конвертори (DAC). Клучот за нивните перформанси лежи во брзината на конверзија (број на примероци во секунда), точноста (број на битови), потрошувачката на енергија (обично во миливати) и нивото на бучава (обично изразено во однос сигнал-шум). Аналогните чипови играат важна улога во процесирањето на сигналот и интерфејсите на сензорите.
Мешан сигнален чип
Чипот со мешани сигнали комбинира аналогни и дигитални кола, способни за обработка на аналогни сигнали и нивно користење во дигитални системи. Овој тип на чипови е особено важен во мобилните телефони, потрошувачката електроника и автомобилската електроника. Нивните клучни параметри вклучуваат ниво на интеграција, потрошувачка на енергија и големина (обично во милиметри) ² Пресметка и цена. Чипот за мешан сигнал бара прецизен дизајн за да се осигура дека аналогните и дигиталните делови не се мешаат еден со друг.
Дизајнот и производството на интегрирани кола се многу сложени и скапи процеси кои бараат напредни материјали како што се силициум и галиум арсенид, како и напредни производствени технологии како длабока ултравиолетова литографија. Со развојот на технологијата, големината на интегрираните кола продолжува да се намалува и перформансите продолжуваат да се подобруваат, но во исто време, тие се соочуваат и со предизвици како што се трошоците, сложеноста на дизајнот и физичките ограничувања.
